目前的商业化锂离子电池普遍采用碳负极活性材料，其比容量偏低，难以满足人们对高能量密度锂离子电池的进一步需求。因此，研究开发新型高容量、高倍率性能、长循环寿命且成本低廉的的新型负极材料是锂离子电池负极材料研究领域的关键。铁氧化物具有容量高、稳定性好、储量丰富且成本低、绿色环保等优点，是一种极具应用发展前景的锂离子电池负极材料。但是，铁氧化物的导电性较低，且在脱嵌锂过程中伴随较大的体积效应，结构稳定性差，导致其循环容量衰减较快。为了提高铁氧化物的导电性和循环稳定性能，本文以Fe2O3为研究对象，系统研究了金属硼氢化物复合对其结构、形貌和电化学储锂性能的影响规律和机制。　　本研究主要内容包括：⑴研究了微米Fe2O3和金属硼氢化物LiBH4复合对其结构和电化学性能的影响。采用球磨结合热放氢反应方法制备得到了含硼铁氧化物Fe2O3/xLiBH4(x=0.1、0.2、0.3、0.4)纳米复合材料。成分和结构表征显示所得 Fe2O3/xLiBH4样品的主要组成为：Fe2O3、Fe3O4、Li2Fe3O5、Fe及非晶态B2O3。随着x的增加，Fe2O3相对含量逐渐减少，Fe3O4、Li2Fe3O5、Fe及非晶态B2O3成分相对含量逐渐增加。SEM和TEM观察发现，所得样品为由大量10 nm左右纳米一次颗粒团聚而成的亚微米颗粒分级结构，二次颗粒尺寸约为0.5μm。所得Fe2O3/xLiBH4样品用作锂离子电池负极材料时具有较高的可逆比容量、良好的循环稳定性和倍率性能。优化出的Fe2O3/0.2LiBH4样品，在0.1 C充放电条件下，500次循环后容量保持在1180 mAh/g左右；在2 C充放电条件下，可逆比容量约为660 mAh/g，远高于原始Fe2O3同样倍率下的可逆容量。进一步 EIS和 XPS研究发现，多元多相结构和纳米颗粒的形成导致 Fe2O3/xLiBH4样品电荷转移阻抗减小，锂离子扩散系数显著提高，同时，可以形成结构相对稳定的SEI膜；此外，惰性相Li2Fe3O5、Fe及非晶态B2O3的存在作为应力缓冲体，也可以有效缓解脱嵌锂过程中产生的应力和应变，防止电极片表面活性物质的粉化和脱落，从而显著改善了Fe2O3/xLiBH4样品的脱嵌锂循环稳定性。⑵研究了NaBH4复合对Fe2O3结构和电化学储锂行为的影响。结果显示，所得Fe2O3/xNaBH4(x=0.1、0.2、0.3、0.4)样品主要是由颗粒尺寸为10 nm左右的 Fe2O3、Fe3O4、NaBO2、Fe等组成团聚而成的亚微米颗粒，呈现出明显的分级结构特征。其中 Fe2O3/0.2NaBH4样品作为锂离子电池负极材料，表现出明显改善的电化学性能，在0.1 C充放电电流条件下，经400个循环后，其可逆容量约为1228 mAh/g；在2.0 C充放电电流条件下，其充电比容量仍保持在735 mAh/g，较Fe2O3/0.2LiBH4样品有了进一步提高。同时，Fe2O3/0.3NaBH4和Fe2O3/0.4NaBH4样品也表现出较高的比容量和良好的循环稳定性，200次循环后的充电比容量分别为1107 mAh/g和1026 mAh/g。机理研究表明，除了多元多相结构和颗粒纳米化外，原位生成的NaBO2也可以提高离子导电性，促进稳定SEI膜的保持稳定，同时作为缓冲基体释放脱嵌锂过程所导致的应力和应变，防止电极片表面活性物质的粉化和脱落，从而改善了Fe2O3的电化学储锂性能。⑶研究了Fe2O3/xKBH4(x=0.1、0.2、0.3)纳米复合材料的制备和电化学储锂性能。研究发现，所得Fe2O3/xKBH4样品主要为包含Fe2O3、Fe3O4、KBO2的纳米颗粒。与LiBH4和NaBH4复合的样品相比，KBH4的应用更有利于Fe2O3的纳米化。所制备得到的Fe2O3/0.1KBH4样品，主要包含Fe2O3纳米颗粒，作为锂离子电池负极材料，呈现出显著改善的综合电化学性能。所得Fe2O3/0.1KBH4样品首先在0.1 C下进行10次充放电，后在2.0 C下循环400次，其可逆容量首先下降至610 mAh/g左右，后逐渐上升至1000 mAh/g并保持稳定。机理分析可知，制备得到的活性物质的电荷转移阻抗有所减小，锂离子扩散性显著提高，同时，原位生成的KBO2也起到缓冲体积效应和提高离子导电性的作用，从而改善了Fe2O3的电化学储锂性能。此外，KBH4价格较LiBH4和NaBH4便宜，且Fe2O3与KBH4比例为0.1时样品即表现出较好的电化学性能，因此，KBH4复合的Fe2O3具有更好的应用发展前景。